[发明专利]有机硫同位素检测样品的制备方法以及有机硫同位素的检测方法

说明书

本发明提供一种有机硫同位素检测样品的制备方法，包括以下步骤：(1)将有机质原料中的有机硫转换为硫酸钡；(2)使硫酸钡在固态酸式磷酸盐、氢碘酸中发生反应，生成硫化氢气体；(3)将硫化氢气体移出并以碱性溶液吸收，得到吸收溶液，和(4)向所述吸收溶液中加入银盐溶液，将吸收液中的硫转换为硫化银沉淀。本发明还提供针对有机质原料中有机硫同位素的检测方法，包括按照本发明方法制备检测样品，及采用SF₆法对所述样品进行检测的方法。

技术领域

本发明涉及地球化学领域，尤其涉及一种有机硫同位素检测样品的制备方法、由该方法制备的有机硫同位素检测样品，以及该样品用于指示有机质中有机硫³³S、³⁶S同位素含量的方法。

背景技术

碳、硫、氮和磷4种元素参与了全球相互关联的氧化—还原地球化学循环，这些循环与地球环境变化、海相有机质的埋藏—保存紧密相关。

富有机质的泥页岩和碳酸盐地层分布十分广泛，其中含硫的有机化合物—有机硫是其重要的组成部分。目前的研究已经认识到，油气藏储层沥青、稠油、凝析油中的硫与碳氢元素不同，既可以来自沉积岩中分散有机质(干酪根)，也可能来自后期成岩作用无机硫并入作用，有机硫同位素分析是确定其成因的最有效方法。开展有机硫32、33、34、36同位素比值的精确测量可以为古大气含氧、早期生命的起源与演化、流体来源与混合研究提供可靠的依据。

在四种硫同位素中，丰度最高的是³²S(95.02％)，其次是³⁴S(4.21％)，³³S(0.75％)和³⁶S(0.02％)，³³S、³⁶S丰度极低。在同位素地质工作中，通常以δ³⁴S(‰)来指示有机质中硫的来源。δ³⁴S(‰)是样品相对于标准样品偏差程度的千分率，他代表样品硫同位素组成与标准之间的差异，同位素比值和δ³⁴S(‰)之间的关系为：

相比于δ³⁴S同位素值，δ³³S、δ³⁶S同位素值可以更加敏感的指示有机质中硫的来源。但是，³³S和³⁶S的丰度分别仅为总硫的0.75％和0.02％，提取和测试难度极大；此外，目前在用的测量方法是以BaSO₄的形式进样来测量各种硫同位素的含量，在上述³³S和³⁶S丰度极低的情况下，³³S和³⁶S进样受到三种氧同位素的干扰明显。因此，就³³S和³⁶S含量测定而言，BaSO₄样品还需要进行进一步转换，以排除氧同位素对硫同位素的干扰，实现准确测量的难度相对更大。因此关于测试有机硫的δ³³S和δ³⁶S的研究鲜有报道。

已有记载的方法是将样品中的硫转换成硫化银，通过SF₆气体法进行气体源质谱检测来测量³³S和³⁶S含量的方法。该方法要求以不含有氧元素的硫化银样品作为进样，以避免氧同位素对丰度较小的³³S和³⁶S同位素的干扰。但是样品中的有机硫不能直接转换为硫化银，需要先将其转换成硫酸钡，然后将硫酸钡转换成硫化银。采用该方法进行有机硫至硫化银³³S、³⁶S同位素的制样，在硫酸钡转换为硫化银过程中硫分馏明显是面临的难题之一，即得到的硫化银样品中³³S和³⁶S含量与硫酸钡中³³S和³⁶S含量之间有较大差别，导致制备的硫化银样品仍然不具有指示有机质中³³S和³⁶S含量的可信度和应用价值。